昆明理工大學(xué)通信原理課件7數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)

1、第七章第七章 正弦載波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)正弦載波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) 發(fā)送發(fā)送濾波器濾波器調(diào)制器調(diào)制器信道信道解調(diào)器解調(diào)器 抽樣抽樣判決器判決器噪聲源噪聲源數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)模型數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)模型)cos(tAc幅度、頻率、相位幅度、頻率、相位數(shù)字振幅調(diào)制、數(shù)字頻率調(diào)制、數(shù)字相位調(diào)制數(shù)字振幅調(diào)制、數(shù)字頻率調(diào)制、數(shù)字相位調(diào)制與模擬通信相比，數(shù)字調(diào)制特點(diǎn)為：與模擬通信相比，數(shù)字調(diào)制特點(diǎn)為：（1）數(shù)字調(diào)制產(chǎn)生的波形種類有限；）數(shù)字調(diào)制產(chǎn)生的波形種類有限；（2）抽樣判決器必不可少；）抽樣判決器必不可少；（3）抗噪聲性能的指標(biāo)不一樣：模擬通信）抗噪聲性能的指標(biāo)不一樣：模擬通信 信噪比信噪比 數(shù)字通信數(shù)字通信 誤碼率（誤信率）

2、誤碼率（誤信率）nana數(shù)字調(diào)制就是把數(shù)字基帶信號(hào)變換為數(shù)字帶通信號(hào)的過程數(shù)字調(diào)制就是把數(shù)字基帶信號(hào)變換為數(shù)字帶通信號(hào)的過程(p180)第一節(jié)第一節(jié) 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的原理及抗噪聲性能二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的原理及抗噪聲性能 由于二進(jìn)制全占空矩形脈沖序列只有由于二進(jìn)制全占空矩形脈沖序列只有“有電有電”和和“無電無電”兩種狀態(tài)，能用電鍵產(chǎn)生，故稱為鍵控信號(hào)。常見的二進(jìn)兩種狀態(tài)，能用電鍵產(chǎn)生，故稱為鍵控信號(hào)。常見的二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式有振幅鍵控、頻移鍵控、相移鍵控。制數(shù)字調(diào)制方式有振幅鍵控、頻移鍵控、相移鍵控。一、二進(jìn)制振幅鍵控（一、二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）：）：（1）二進(jìn)制振幅鍵控的原理：）二進(jìn)制振幅鍵控

3、的原理： 信息源發(fā)出的基帶信號(hào)是信息源發(fā)出的基帶信號(hào)是0、1組成的二進(jìn)制隨機(jī)脈組成的二進(jìn)制隨機(jī)脈沖序列，表達(dá)式為：沖序列，表達(dá)式為：)()(snnnTtgats幅度調(diào)制：幅度調(diào)制：tnTtgatecsnncos)()(0tccos)(0te)(ts模擬調(diào)制法模擬調(diào)制法ttsteccos)()(0ppttnTtgateccsnn, 001 , 1 coscos)()(0已調(diào)信已調(diào)信號(hào)號(hào) 數(shù)字基帶信號(hào)為數(shù)字基帶信號(hào)為單極性矩形脈沖序列單極性矩形脈沖序列， 是持續(xù)是持續(xù)時(shí)間為時(shí)間為 的矩形脈沖，的矩形脈沖， 是信號(hào)的相對(duì)幅度，且：是信號(hào)的相對(duì)幅度，且：)(tgsTnaPPan11100”，概率為出現(xiàn)

4、符號(hào)“”，概率為出現(xiàn)符號(hào)“ 振幅鍵控信號(hào)是一個(gè)單極性矩形脈沖序列與一個(gè)高振幅鍵控信號(hào)是一個(gè)單極性矩形脈沖序列與一個(gè)高頻正弦載波的乘積?？梢缘玫秸{(diào)制信號(hào)、高頻載波信號(hào)頻正弦載波的乘積?？梢缘玫秸{(diào)制信號(hào)、高頻載波信號(hào)和已調(diào)信號(hào)的波形。如：和已調(diào)信號(hào)的波形。如：基帶信號(hào)：基帶信號(hào)： 1 0 1 0 1 1)(tstccos)(0tesTcfcTcsnTT 波形n波形n波形n波形n)(scnff 根據(jù)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)只有根據(jù)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)只有“有電有電”和和“無電無電”兩種狀態(tài)，兩種狀態(tài)，可以用通斷鍵控來完成幅度調(diào)制，通斷鍵控產(chǎn)生的信號(hào)可以用通斷鍵控來完成幅度調(diào)制，通斷鍵控產(chǎn)生的信號(hào)稱為稱為OOK信號(hào)信

5、號(hào)。最典型的實(shí)現(xiàn)方法是用一個(gè)電鍵控制載。最典型的實(shí)現(xiàn)方法是用一個(gè)電鍵控制載波振蕩器的輸出獲得。波振蕩器的輸出獲得。)(0te)(ts高頻載波開關(guān)電路鍵控方法鍵控方法（2）振幅鍵控（）振幅鍵控（2ASK）信號(hào)的頻譜：）信號(hào)的頻譜： 由于二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)也是隨機(jī)的、功率型的由于二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)也是隨機(jī)的、功率型的信號(hào)，頻譜主要是功率譜密度。振幅鍵控信號(hào)為：信號(hào)，頻譜主要是功率譜密度。振幅鍵控信號(hào)為：ttstnTtgatecncsncos)(cos)()(0 調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào) 為一隨機(jī)單極性矩形脈沖序列，其頻譜為一隨機(jī)單極性矩形脈沖序列，其頻譜為為 ，功率譜密度為，功率譜密度為 ，已調(diào)信號(hào)的頻譜

6、為，已調(diào)信號(hào)的頻譜為 ，有：有：)(ts)(S)( fPs)(ES)()(21)(ccESSS 已調(diào)信號(hào)已調(diào)信號(hào) 的功率譜密度的功率譜密度 由維納由維納欣欽公式欣欽公式)(0te)( fPETSfPTETE2)(lim)()(TES 為為 的截短函數(shù)的截短函數(shù) 的頻譜的頻譜)(0te)(0teTTSfPTETE2)(lim)(TSScTcTT2)()(lim41兩個(gè)頻譜在頻率軸上無重疊部分：兩個(gè)頻譜在頻率軸上無重疊部分：0)()(cTcTSS)(TS 為為 的截短函數(shù)的截短函數(shù) 的頻譜的頻譜)(ts)(tsTTSTSfPcTTcTTE22)(lim41)(lim41)()()(41)(cscs

7、EffPffPfP 只要求出基帶信號(hào)的功率譜密度，鍵控信號(hào)的功率只要求出基帶信號(hào)的功率譜密度，鍵控信號(hào)的功率譜密度隨之確定。譜密度隨之確定。)()(fPfPEs221| )()(| )1 ()(fGfGPPffPssmssssmffmfGPmfPGf)(|)()1 ()(|221對(duì)單極性波：對(duì)單極性波：)()(0)(21tgtgtg)()()(2tgFfGfG0)(1fG2| )(| )1 ()(fGPPffPssmsssmffmfGPf)(|)(|)1 (222)()()(2222ssTTftjftjfTsaTdtedtetgfGss)()(ssfTsaTfG)(tgt02sT2sT1其它0

8、2|1)(sTttg2| )(| )1 ()(fGPPffPssmsssmffmfGPf)(|)(|)1 (222。，對(duì)0)(0smfGm)(| )0(|)1 (| )(| )1 ()(2222fGPffGPPffPsss)()(41)(cscsEffPffPfP)(| )0(|)1 (| )(| )1 ()(2222fGPffGPPffPsssOOK信號(hào)的功率譜密度為：信號(hào)的功率譜密度為：| )(| )()|1 (41)(22ccsEffGffGPPffP)()(| )0(|)1 (41222ccsffffGPf若若“0”和和“1”等概出現(xiàn)：等概出現(xiàn)：| )(| )(|16)(22ccsEf

9、fGffGffP)()(| )0(|1622ccsffffGf)()(ssfTsaTfGsTG)0()()(16)(22scscsETffsaTffsaTfP)()(161ccfffff0sfsf2sf3sf2sf)( fPsssfB cfcf)( fPE0fEBssEBfB22 二進(jìn)制通斷鍵控信號(hào)的功率譜由離散譜和連續(xù)譜二進(jìn)制通斷鍵控信號(hào)的功率譜由離散譜和連續(xù)譜組成，連續(xù)譜取決于脈沖波形組成，連續(xù)譜取決于脈沖波形 經(jīng)線形調(diào)制后的雙經(jīng)線形調(diào)制后的雙邊帶譜，離散譜由載波分量確定；與模擬調(diào)制一樣，邊帶譜，離散譜由載波分量確定；與模擬調(diào)制一樣，通斷鍵控的帶寬是基帶信號(hào)帶寬的通斷鍵控的帶寬是基帶信號(hào)帶

10、寬的2倍。倍。)(tg（3）振幅鍵控系統(tǒng)的抗噪聲性能：）振幅鍵控系統(tǒng)的抗噪聲性能：（a）解調(diào)的基本模型：）解調(diào)的基本模型：BPF解調(diào)器解調(diào)器 抽樣抽樣判決器判決器EBB )(0te)(tn)(tyi)(ty)(txka 對(duì)二進(jìn)制振幅鍵控系統(tǒng)，在一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間對(duì)二進(jìn)制振幅鍵控系統(tǒng)，在一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間 內(nèi)，發(fā)送端的輸出波形為內(nèi)，發(fā)送端的輸出波形為, 0sT)(tST”碼發(fā)送“”碼發(fā)送“00010)()(ssTTTtTttutS 的波形在碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)為正弦波的波形在碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)為正弦波)(tuTtTttAtuscT其它00cos)(BPF解調(diào)器解調(diào)器 抽樣抽樣判決器判決器EBB )(0te)(

11、tn)(tyi)(ty)(txka在一個(gè)碼元時(shí)間段內(nèi)觀察，接收端的輸入波形為：在一個(gè)碼元時(shí)間段內(nèi)觀察，接收端的輸入波形為：”碼發(fā)送“”碼發(fā)送“0)(1)()()(tntntutyiitTttatusci其它00cos)(設(shè)信號(hào)經(jīng)信道傳送后只有幅度的衰減，無其他畸變?cè)O(shè)信號(hào)經(jīng)信道傳送后只有幅度的衰減，無其他畸變”碼發(fā)送“”碼發(fā)送“0)(1)()()(tntntutyiiittnttntncsccisin)(cos)()(所以，帶通濾波器的輸出波形為：所以，帶通濾波器的輸出波形為：”碼發(fā)送“”碼發(fā)送“0sin)(cos)(1sin)(cos)()(ttnttnttnttnatycscccsccBPF

12、解調(diào)器解調(diào)器 抽樣抽樣判決器判決器EBB )(0te)(tn)(tyi)(ty)(txka（b）同步（相干）解調(diào)：）同步（相干）解調(diào)：0)(tnEiEnBn02LPF 抽樣判決器抽樣判決器tccos2)(ty)(txka同步解調(diào)器同步解調(diào)器 ”碼發(fā)送“”碼發(fā)送“0)(1)()(tntnatxcc若無噪聲干擾若無噪聲干擾”碼發(fā)送“”碼發(fā)送“001)(atx發(fā)送發(fā)送“1”碼時(shí)，碼時(shí)， 的一維概率密度為：的一維概率密度為：)(tnac2)(exp21)(221nnaxxf發(fā)送發(fā)送“0”碼時(shí)，碼時(shí)， 的一維概率密度為：的一維概率密度為：)(tnc2exp21)(220nnxxf2)(exp21)(22

13、1nnaxxf2exp21)(220nnxxf)(xf0 xab)(0 xf)(1xf為判決門限電平b發(fā)送發(fā)送“1”碼的誤碼率為：碼的誤碼率為：babnnabedxaxdxxfdxxfP2)(exp2121)(21)(22111，上式變?yōu)椋毫頳zdxaxznn22dzezabn20222121)(exp220 xerfdzzx由)2(21211neaberfP發(fā)送發(fā)送“0”碼的誤碼率為：碼的誤碼率為：bbedxxfdxxfP0000)(21)()(xf0 xab)(0 xf)(1xf為判決門限電平bbnndxx022)2exp(2121，上式變?yōu)椋毫頳zdxxznn22)2(212122121

14、202nbzberfdxen)2(210neberfcP 若系統(tǒng)發(fā)送若系統(tǒng)發(fā)送“1”碼的概率為碼的概率為P(1)，發(fā)送，發(fā)送“0”碼的概率碼的概率為為P(0)，2ASK系統(tǒng)的總誤碼率為：系統(tǒng)的總誤碼率為：01)0() 1 (eeePPPPP若若P(1)=P(0)=1/2，“0”與與“1”等概：最佳門限電平為等概：最佳門限電平為2*ab )()(01xfxf)22(21)2(21211nneaerfcaberfP)()(erferf)22(21)2(210nneaerfcberfcP總誤碼率為：總誤碼率為：)22(21neaerfcP”碼發(fā)送“”碼發(fā)送“0sin)(cos)(1sin)(cos)

15、()(ttnttnttnttnatycscccscc解調(diào)器輸入的信噪比為：解調(diào)器輸入的信噪比為：222222222/)(cosnniciiaatntaNSrEniBnN02總誤碼率為：總誤碼率為：)22(21neaerfcP)2(21rerfcPe信噪比越大，誤碼率越小。信噪比越大，誤碼率越小。)2(21rerfcPe在大信噪比在大信噪比 條件下，由誤差函數(shù)的性質(zhì)條件下，由誤差函數(shù)的性質(zhì)1r11)(2xexxerfcx4412121rreererP 二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)，同步解調(diào)，在等概、大信二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)，同步解調(diào)，在等概、大信噪比條件下的總誤碼率為：噪比條件下的總誤碼率為：41reerP

16、（重要公式）（重要公式）（c）包絡(luò)解調(diào)：）包絡(luò)解調(diào)：LPF 抽樣判決器抽樣判決器)(ty)(tVka包絡(luò)檢波解調(diào)器包絡(luò)檢波解調(diào)器 包絡(luò)包絡(luò)檢波器檢波器”碼發(fā)送“”碼發(fā)送“0sin)(cos)(1sin)(cos)()(ttnttnttnttnatycscccscc, 0sT 對(duì)包絡(luò)解調(diào)，在一個(gè)碼元時(shí)間對(duì)包絡(luò)解調(diào)，在一個(gè)碼元時(shí)間 內(nèi)，若發(fā)送內(nèi)，若發(fā)送“1”碼，檢波器的輸出包絡(luò)為：碼，檢波器的輸出包絡(luò)為：)()()(22tntnatVsc 若發(fā)送若發(fā)送“0”碼，檢碼，檢波器輸出的包絡(luò)為：波器輸出的包絡(luò)為：)()()(22tntntVsc 這為正弦波加窄帶高斯過程，包絡(luò)這為正弦波加窄帶高斯過程，包絡(luò)

17、 的一維概率的一維概率密度服從萊斯分布。密度服從萊斯分布。)(tV發(fā)送發(fā)送“1”碼時(shí)，它的一維概率密度為：碼時(shí)，它的一維概率密度為：2exp)()(2222021nnnaVaVIVVf發(fā)送發(fā)送“0”碼時(shí)，它的一維概率密度為：碼時(shí)，它的一維概率密度為：2exp)(2220nnVVVf概率密度圖為：概率密度圖為：)(Vf0V*Vb)(0Vf)(1Vf)(Vf0V*Vb)(0Vf)(1VfbedVVfbVPP)()(11bdVVf)(11bnnndVaVaVIV2exp)(1222202對(duì)大信噪比對(duì)大信噪比 ，有，有1r12naV) 1(2)(0 xxexIx由22202)exp()(nnnaVaV

18、aVI帶入上式，得：帶入上式，得：bnnedVaVaVP2)(exp2/1221在在 附近，附近， ，且變化緩慢，將，且變化緩慢，將 代入，得：代入，得：aVa 1/aVbnnedVaVP2)(exp211221，上式變?yōu)椋毫頳zdVaVznnnabzdze22211dzeQz2221)() 1 ()(11neabQP發(fā)送發(fā)送“0”碼的誤碼率為：碼的誤碼率為：222222002exp)()(nbbnnbeedVVVdVVfbVPP)2(2220nbeeP 若系統(tǒng)發(fā)送若系統(tǒng)發(fā)送“1”碼的概率為碼的概率為P(1)，發(fā)送，發(fā)送“0”碼的概率碼的概率為為P(0)，2ASK系統(tǒng)的總誤碼率為：系統(tǒng)的總誤碼

19、率為：) 1 ()(11neabQP222)0()(1)1 (nbneePabQPP 總誤碼率與判決門限有關(guān)，若總誤碼率與判決門限有關(guān)，若P(1)=P(0)=1/2，“0”與與“1”等概：最佳門限電平為等概：最佳門限電平為2)()(*01aVVfVf22821)2(1 21naneeaQP22821)2(1 21naneeaQP222nar421)2(1 21reerQP)(1)(QQ421)2(21reerQP)2(21)(erfcQ421)2(41reererfcP對(duì)大信噪比對(duì)大信噪比 ，補(bǔ)誤差函數(shù)，補(bǔ)誤差函數(shù)1r0)2(rerfc包絡(luò)解調(diào)的總誤碼率為：包絡(luò)解調(diào)的總誤碼率為：421reeP

20、（重要公式）（重要公式）例：例：P200,例例7-1 設(shè)某設(shè)某OOK信號(hào)的碼元速率信號(hào)的碼元速率 ，采用包絡(luò)檢波法或同步解調(diào)法解調(diào)。已知接收端輸入信號(hào)采用包絡(luò)檢波法或同步解調(diào)法解調(diào)。已知接收端輸入信號(hào)的幅度的幅度 ，信道中加性高斯白噪聲的單邊功率譜密，信道中加性高斯白噪聲的單邊功率譜密度為度為 ，試求：，試求：（1）包絡(luò)檢波法解調(diào)時(shí)系統(tǒng)的誤碼率；）包絡(luò)檢波法解調(diào)時(shí)系統(tǒng)的誤碼率；（2）同步檢測(cè)法解調(diào)時(shí)系統(tǒng)的誤碼率。）同步檢測(cè)法解調(diào)時(shí)系統(tǒng)的誤碼率。BRB6108 . 4mVa1HzWn/102150已知：已知：sBfBR6108 . 4mVa1HzWn/102150提示：提示：222narWRnB

21、nNBEni80021092. 12WaSi721052/126/iiNSr441052. 721) 1 (reeP包絡(luò)解調(diào)：441066. 11)2(reerP同步解調(diào)： 從這一例題看出，在相同的大信噪比條件下，相干從這一例題看出，在相同的大信噪比條件下，相干解調(diào)的誤碼率要比包絡(luò)檢波法解調(diào)的誤碼率低，但包絡(luò)解調(diào)的誤碼率要比包絡(luò)檢波法解調(diào)的誤碼率低，但包絡(luò)檢波法實(shí)現(xiàn)較容易，相干解調(diào)需要穩(wěn)定的本地相干載波檢波法實(shí)現(xiàn)較容易，相干解調(diào)需要穩(wěn)定的本地相干載波信號(hào)，電路較復(fù)雜。若要獲得相同的誤碼率，設(shè)包絡(luò)檢信號(hào)，電路較復(fù)雜。若要獲得相同的誤碼率，設(shè)包絡(luò)檢波法輸入的信噪比為波法輸入的信噪比為 ，同步解調(diào)的

22、信噪比為，同步解調(diào)的信噪比為 ：NrcrccNrcrrrrerecN2ln412144 要獲得相同的誤碼率，包絡(luò)檢波法要求輸入的要獲得相同的誤碼率，包絡(luò)檢波法要求輸入的信噪比比同步解調(diào)的輸入信噪比高。信噪比比同步解調(diào)的輸入信噪比高。二、二進(jìn)制移頻鍵控（二、二進(jìn)制移頻鍵控（2FSK）:（a）二進(jìn)制移頻鍵控的原理：）二進(jìn)制移頻鍵控的原理： 模擬模擬調(diào)頻器調(diào)頻器)(ts)(0tetFcdsKtAte)(cos)(0模擬法模擬法 數(shù)字基帶信號(hào)數(shù)字基帶信號(hào) 只取離散的只取離散的的兩個(gè)值，從瞬時(shí)相位可得到二進(jìn)制調(diào)頻信號(hào)只有兩個(gè)的兩個(gè)值，從瞬時(shí)相位可得到二進(jìn)制調(diào)頻信號(hào)只有兩個(gè)頻率，設(shè)為頻率，設(shè)為 和和 。由

23、于只有兩種波形，可以用鍵控。由于只有兩種波形，可以用鍵控的方法產(chǎn)生，使的方法產(chǎn)生，使“1”符號(hào)對(duì)應(yīng)于載波頻率符號(hào)對(duì)應(yīng)于載波頻率 ，使，使“0”符符號(hào)對(duì)應(yīng)于載波頻率號(hào)對(duì)應(yīng)于載波頻率 ，用兩個(gè)高頻振蕩源，鍵控法實(shí)，用兩個(gè)高頻振蕩源，鍵控法實(shí)現(xiàn)的方框圖為：現(xiàn)的方框圖為：)(ts1f2f1f2f)(ts載波載波 1f載波載波 2f)(0te開關(guān)電路)()()(21tsKdsKdtddttdfFtF)(ts載波載波 1f載波載波 2f)(0te開關(guān)電路1f 基帶信號(hào)發(fā)送基帶信號(hào)發(fā)送符號(hào)符號(hào)“1”時(shí)，開關(guān)時(shí)，開關(guān)接通頻率為接通頻率為 的載的載波，發(fā)送符號(hào)波，發(fā)送符號(hào)“0”時(shí)，接通頻率為時(shí)，接通頻率為 的載

24、波。的載波。2ftFcdsKtAte)(cos)(0)()(snnnTtgats 由于數(shù)字基帶信號(hào)的離散值之間的改變是瞬間的，由于數(shù)字基帶信號(hào)的離散值之間的改變是瞬間的，相位的改變也是瞬間的，移頻鍵控信號(hào)的頻率改變也相位的改變也是瞬間的，移頻鍵控信號(hào)的頻率改變也是瞬間完成的，就會(huì)使已調(diào)信號(hào)在基帶信號(hào)變換時(shí)，是瞬間完成的，就會(huì)使已調(diào)信號(hào)在基帶信號(hào)變換時(shí)，電壓會(huì)發(fā)生跳變，這種現(xiàn)象稱為電壓會(huì)發(fā)生跳變，這種現(xiàn)象稱為相位不連續(xù)相位不連續(xù)。)(tst1cos)(0tesT2f2T1nTTs波形n波形n波形n波形n)(1snff 基帶信號(hào)：基帶信號(hào)： 1 0 1 0 1 1t2cos波形m波形m2mTTs)

25、(2smff 1f1TnnsntnTtgate)cos()()(10nnsntnTtga)cos()(2PPan11100”，概率為出現(xiàn)符號(hào)“”，概率為出現(xiàn)符號(hào)“nana 是是 的反碼的反碼PPan11001”，概率為出現(xiàn)符號(hào)“”，概率為出現(xiàn)符號(hào)“nn,是第是第 個(gè)碼元的初相位。個(gè)碼元的初相位。n 從移頻鍵控信號(hào)的產(chǎn)生原理，得到已調(diào)信號(hào)從移頻鍵控信號(hào)的產(chǎn)生原理，得到已調(diào)信號(hào) 的的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：數(shù)學(xué)表達(dá)式為：)(0te（b）移頻鍵控信號(hào)的頻譜及帶寬：）移頻鍵控信號(hào)的頻譜及帶寬：nnsntnTtgate)cos()()(10nnsntnTtga)cos()(2把把2FSK信號(hào)看成兩個(gè)振幅鍵控信號(hào)看

26、成兩個(gè)振幅鍵控2ASK信號(hào)的疊加，設(shè)：信號(hào)的疊加，設(shè)：nsnnTtgats)()(1nsnnTtgats)()(2將將2FSK信號(hào)表示為：信號(hào)表示為：)cos()()cos()()(22110nnttsttste為簡單起見，不考慮相位：為簡單起見，不考慮相位：ttsttste22110cos)(cos)()()()(41)(2cscsASKEffPffPfP2ASK的功率譜密度的功率譜密度)()(41)()(41)(22221111ffPffPffPffPfPssssE)()(16)(222scscsASKETffsaTffsaTfP)()(161ccffff 將將2ASK信號(hào)的功率譜密度帶入

27、得到信號(hào)的功率譜密度帶入得到2FSK的功率的功率譜密度為：譜密度為：)()(16)(12122sssFSKETffsaTffsaTfP)()(2222TffsaTffsas)()()()(1612211ffffffff2FSK信號(hào)的功率譜密度也由離散譜和連續(xù)譜組成，信號(hào)的功率譜密度也由離散譜和連續(xù)譜組成，連續(xù)譜由兩個(gè)雙邊譜組成，離散譜出現(xiàn)在兩個(gè)載頻的連續(xù)譜由兩個(gè)雙邊譜組成，離散譜出現(xiàn)在兩個(gè)載頻的位置上。位置上。f0sfsf2sf3sf2sf)( fPsssfB )(2fPFSKEf01f2f1f2fsEfffB2|21EBsEfffB2|21 為了節(jié)約帶寬，通常取為了節(jié)約帶寬，通常取 ，帶寬為

28、，帶寬為 。sfff2|21sf4（c）二進(jìn)制移頻鍵控（）二進(jìn)制移頻鍵控（2FSK）信號(hào)的抗噪聲性能：）信號(hào)的抗噪聲性能： 二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的解調(diào)可以用鑒頻法，將頻率二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的解調(diào)可以用鑒頻法，將頻率轉(zhuǎn)換為電壓，也可用同步檢測(cè)法（相干解調(diào)）、包絡(luò)檢轉(zhuǎn)換為電壓，也可用同步檢測(cè)法（相干解調(diào)）、包絡(luò)檢波法、差分檢波法和過零檢測(cè)法。將移頻鍵控信號(hào)看作波法、差分檢波法和過零檢測(cè)法。將移頻鍵控信號(hào)看作兩個(gè)振幅鍵控信號(hào)的疊加，用相干解調(diào)和包絡(luò)解調(diào)看其兩個(gè)振幅鍵控信號(hào)的疊加，用相干解調(diào)和包絡(luò)解調(diào)看其抗噪聲性能。抗噪聲性能。（1）相干解調(diào)：）相干解調(diào)：)(0teBPFf )(1sfB2BPFf )(

29、2LPFLPF抽樣比較抽樣比較 判決器判決器sfB2t1cos2t2cos2)(tn)(ty)(1ty)(2ty)(1tx)(2txka)(0teBPFf )(1sfB2BPFf )(2LPFLPF抽樣比較抽樣比較 判決器判決器sfB2t1cos2t2cos2)(tn)(ty)(1ty)(2ty)(1tx)(2txka 在一個(gè)碼元時(shí)間在一個(gè)碼元時(shí)間 內(nèi)，用兩個(gè)不同頻率的碼元內(nèi)，用兩個(gè)不同頻率的碼元波形表示數(shù)字信息波形表示數(shù)字信息“1”和和“0”，在一個(gè)碼元時(shí)間內(nèi)觀察到，在一個(gè)碼元時(shí)間內(nèi)觀察到的發(fā)送波形為：的發(fā)送波形為：, 0sT”時(shí)發(fā)送“”時(shí)發(fā)送“0)(1)()(01tututSTTT 和和

30、在碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)都為正弦波，且在碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)都為正弦波，且)(1tuT)(0tuTtTttAtusT其它00cos)(11tTttAtusT其它00cos)(20接收端的輸入信號(hào)為：接收端的輸入信號(hào)為：”時(shí)發(fā)送“”時(shí)發(fā)送“0)(cos1)(cos)(21tntatntaty當(dāng)發(fā)送當(dāng)發(fā)送“1”碼時(shí)，上下兩個(gè)解調(diào)器的輸入為：碼時(shí)，上下兩個(gè)解調(diào)器的輸入為：”時(shí)發(fā)送“ 1sin)(cos)()(sin)(cos)(cos)(22222111111ttnttntyttnttntatyscsc當(dāng)發(fā)送當(dāng)發(fā)送“0”碼時(shí)，上下兩個(gè)解調(diào)器的輸入為：碼時(shí)，上下兩個(gè)解調(diào)器的輸入為：”時(shí)發(fā)送“0sin)(cos)(c

31、os)(sin)(cos)()(22222211111ttnttntatyttnttntyscsc 經(jīng)相干解調(diào)后，在經(jīng)低通濾波器濾去高頻成分，經(jīng)相干解調(diào)后，在經(jīng)低通濾波器濾去高頻成分，比較判決器的輸入為：比較判決器的輸入為：”時(shí)發(fā)送“ 1)()()()(2211tntxtnatxcc”時(shí)發(fā)送“0)()()()(2211tnatxtntxcc 當(dāng)發(fā)送當(dāng)發(fā)送“1”時(shí)，由于時(shí)，由于 和和 都是均值為零，方都是均值為零，方差為差為 的高斯隨機(jī)過程，抽樣值的高斯隨機(jī)過程，抽樣值 也是均值為也是均值為 ，方差為，方差為 的高斯過程。若的高斯過程。若 判為判為“1”， 判為判為“0”，判為零碼為誤判，所以誤

32、判的概率就為：，判為零碼為誤判，所以誤判的概率就為：)(1tnc)(2tnc2ncnax11a2n21xx 21xx )0()(21211ccennaPxxPP)0()(21211ccennaPxxPPccnnaz21 令令 ， 也是正態(tài)隨機(jī)變量，且它的也是正態(tài)隨機(jī)變量，且它的均值為均值為 ，方差為，方差為 。za2z22122)()(ccznnzz221222122nccccnnnn222nz正態(tài)隨機(jī)變量的正態(tài)隨機(jī)變量的 的一維概率密度為：的一維概率密度為：z2)(exp21)(22zzazzf所以，發(fā)送所以，發(fā)送“1”碼的誤碼率為：碼的誤碼率為：022012)(exp21)(dzazdzz

33、fPzzenz2022012)(exp21)(dzazdzzfPzze，上式變?yōu)椋毫頳ydzazyzz22ydePzaye2121利用利用 的對(duì)稱性的對(duì)稱性2ye)2(21221212zayeaerfcydePznz2 將將 代入，再考慮到輸入到解調(diào)器的信噪比代入，再考慮到輸入到解調(diào)器的信噪比為為 ，就得到誤碼率為：，就得到誤碼率為：222/nar) 1 ()2(211rerfcPe同理，發(fā)送同理，發(fā)送“0”碼的誤碼率為：碼的誤碼率為：)0()(12120ccennaPxxPP)2()2(210rerfcPe 若系統(tǒng)發(fā)送若系統(tǒng)發(fā)送“1”碼的概率為碼的概率為P，發(fā)送，發(fā)送“0”碼的概率就碼的概率

34、就為為1-P，2FSK系統(tǒng)的總誤碼率為：系統(tǒng)的總誤碼率為：)2(211rerfcPe在大信噪比在大信噪比 條件下，利用：條件下，利用：1r11)(2xexxerfcx221reerP重要重要公式公式（2）包絡(luò)解調(diào)：）包絡(luò)解調(diào)：)(0teBPFf )(1sfB2BPFf )(2LPFLPF抽樣比較抽樣比較 判決器判決器sfB2)(tn)(ty)(1ty)(2ty)(1tx)(2txka 包絡(luò)包絡(luò)檢波器檢波器 包絡(luò)包絡(luò)檢波器檢波器當(dāng)發(fā)送當(dāng)發(fā)送“1”碼時(shí)，上下兩個(gè)解調(diào)器的輸入為：碼時(shí)，上下兩個(gè)解調(diào)器的輸入為：”時(shí)發(fā)送“ 1sin)(cos)()(sin)(cos)(cos)(22222111111t

35、tnttntyttnttntatyscsc當(dāng)發(fā)送當(dāng)發(fā)送“0”碼時(shí)，上下兩個(gè)解調(diào)器的輸入為：碼時(shí)，上下兩個(gè)解調(diào)器的輸入為：”時(shí)發(fā)送“0sin)(cos)(cos)(sin)(cos)()(22222211111ttnttntatyttnttntyscsc 在一個(gè)碼元時(shí)間在一個(gè)碼元時(shí)間 內(nèi)發(fā)送內(nèi)發(fā)送“1”，這時(shí)送入抽樣，這時(shí)送入抽樣比較判決器進(jìn)行比較的兩個(gè)包絡(luò)分別為：比較判決器進(jìn)行比較的兩個(gè)包絡(luò)分別為：, 0sT)()()()()()(2222221211tntntxtntnatxscsc 為正弦波加窄帶高斯過程，包絡(luò)服從萊斯分布，當(dāng)為正弦波加窄帶高斯過程，包絡(luò)服從萊斯分布，當(dāng)發(fā)送發(fā)送“1”碼時(shí)，

36、誤碼率為：碼時(shí)，誤碼率為：)(211xxPPe 對(duì)大信噪比，作近似處理：對(duì)大信噪比，作近似處理：2121reeP同理，發(fā)送同理，發(fā)送“0”碼時(shí)，誤碼率為：碼時(shí)，誤碼率為：2021reeP總誤碼率為：總誤碼率為：221reeP（重要公式）（重要公式） 在輸入信噪比相同的條件下，包絡(luò)解調(diào)比同步解在輸入信噪比相同的條件下，包絡(luò)解調(diào)比同步解調(diào)的誤碼率高，在輸入信噪比相當(dāng)高時(shí)，兩種解調(diào)性調(diào)的誤碼率高，在輸入信噪比相當(dāng)高時(shí)，兩種解調(diào)性能相近；移頻鍵控和振幅鍵控相比，振幅鍵控解調(diào)后能相近；移頻鍵控和振幅鍵控相比，振幅鍵控解調(diào)后進(jìn)行判決需要門限電平，而移頻鍵控是上下支路在判進(jìn)行判決需要門限電平，而移頻鍵控是上

37、下支路在判決器比較大小進(jìn)行判決，因此，移頻鍵控不存在最佳決器比較大小進(jìn)行判決，因此，移頻鍵控不存在最佳判決門限電平的問題。判決門限電平的問題。例、例、P205,例例7-2 采用二進(jìn)制移頻鍵控方式在有效帶寬采用二進(jìn)制移頻鍵控方式在有效帶寬為為 的傳輸信道上傳送二進(jìn)制數(shù)字信息。已知的傳輸信道上傳送二進(jìn)制數(shù)字信息。已知2FSK信號(hào)的兩個(gè)頻率信號(hào)的兩個(gè)頻率 ， ，碼元速率，碼元速率 ，傳輸信道輸出端的信噪比為傳輸信道輸出端的信噪比為 。試求：。試求：（1）2FSK信號(hào)的第一零點(diǎn)的帶寬；信號(hào)的第一零點(diǎn)的帶寬；（2）采用包絡(luò)檢波法解調(diào)時(shí)系統(tǒng)的誤碼率；）采用包絡(luò)檢波法解調(diào)時(shí)系統(tǒng)的誤碼率；（3）采用同步檢測(cè)法

38、解調(diào)時(shí)系統(tǒng)的誤碼率。）采用同步檢測(cè)法解調(diào)時(shí)系統(tǒng)的誤碼率。Hz2400Hzf9801Hzf15802BRB300dB64lg106NSNSdB已知：已知：HzB2400Hzf9801Hzf15802BRB300（信道輸出）（信道輸出）HzfffBsE12002|) 1 (21sBfR 提示：提示：信道輸出的信噪比為：信道輸出的信噪比為：240044240000nSnSNS上下支路解調(diào)器輸入的信噪比為：上下支路解調(diào)器輸入的信噪比為：16240046001600200nSfnSNSrsii的條件：滿足1r（2）包絡(luò)解調(diào)的誤碼率：）包絡(luò)解調(diào)的誤碼率：4821068. 12121eePre（3）同步解調(diào)

39、的誤碼率為：）同步解調(diào)的誤碼率為：5821035. 332121eerPre與誤差函數(shù)查與誤差函數(shù)查表的結(jié)果接近表的結(jié)果接近三、二進(jìn)制移相鍵控及差分相位鍵控（三、二進(jìn)制移相鍵控及差分相位鍵控（2PSK及及2DPSK）：）：（a）原理：）原理：)(cos)(tmKtAtSPcm)(cos)(0tsKtAtePc 模擬模擬調(diào)相器調(diào)相器)(ts)(0te模擬法模擬法 這是模擬的相位調(diào)制，數(shù)字基帶信號(hào)取離散的值，這是模擬的相位調(diào)制，數(shù)字基帶信號(hào)取離散的值，對(duì)于二進(jìn)制，只能取離散的對(duì)于二進(jìn)制，只能取離散的“0”和和“1”，它的瞬時(shí)相位，它的瞬時(shí)相位也只能取兩個(gè)離散的值，并且瞬時(shí)相位中都含有載波也只能取兩

40、個(gè)離散的值，并且瞬時(shí)相位中都含有載波相位相位 ，若調(diào)相靈敏度，若調(diào)相靈敏度 ，設(shè)載波幅度為，設(shè)載波幅度為1，得到二進(jìn)制調(diào)相信號(hào)為：得到二進(jìn)制調(diào)相信號(hào)為：tcPKPtPttteccc10cos1cos)cos()(0概率”時(shí)發(fā)送“概率”時(shí)發(fā)送“)()(snnnTtgats而數(shù)字基帶信號(hào)而數(shù)字基帶信號(hào) 為：為：)(tsPPan10111概率”時(shí)發(fā)送“概率”時(shí)發(fā)送“ 若基帶信號(hào)的碼型為雙極性不歸零碼（雙極性歸零若基帶信號(hào)的碼型為雙極性不歸零碼（雙極性歸零碼可以嗎？）。碼可以嗎？）。已調(diào)信號(hào)可以表示為：已調(diào)信號(hào)可以表示為：tnTtgatecsnncos)()(0 數(shù)字基帶信號(hào)發(fā)送符號(hào)數(shù)字基帶信號(hào)發(fā)送符

41、號(hào)“0”時(shí)，已調(diào)信號(hào)時(shí)，已調(diào)信號(hào) 取取零零相位，相位，相對(duì)幅度取相對(duì)幅度取+1，發(fā)送符號(hào)，發(fā)送符號(hào)“1”時(shí)，已調(diào)信號(hào)時(shí)，已調(diào)信號(hào) 取取 相位，相位，相對(duì)幅度取相對(duì)幅度取-1。零零相位相位 相位，是有基準(zhǔn)相位的，把這相位，是有基準(zhǔn)相位的，把這)(0te)(0te種種用載波的不同相位直接表示相應(yīng)的相位鍵控信號(hào)，稱用載波的不同相位直接表示相應(yīng)的相位鍵控信號(hào)，稱為為絕對(duì)移相絕對(duì)移相鍵控方式鍵控方式。實(shí)現(xiàn)的原理框圖為：。實(shí)現(xiàn)的原理框圖為：)(ts)(0te模擬法模擬法雙極性不歸雙極性不歸零碼變換器零碼變換器tccostccos載波移相器移相器0開關(guān)電路)(ts)(0te鍵控法鍵控法其波形圖為：其波形圖為

42、：)(tst基帶信息基帶信息 1 0 1 1 0 0PSK2sTcT倒倒現(xiàn)象（反向工作現(xiàn)象）現(xiàn)象（反向工作現(xiàn)象）：二進(jìn)制絕對(duì)移相鍵控方式：二進(jìn)制絕對(duì)移相鍵控方式中（中（2PSK)2PSK)基準(zhǔn)相位發(fā)生跳變?cè)斐苫鶞?zhǔn)相位發(fā)生跳變?cè)斐伞?”1”碼恢復(fù)為碼恢復(fù)為“0”0”碼，碼，“0”0”碼恢復(fù)為碼恢復(fù)為“1”1”碼的現(xiàn)象稱為碼的現(xiàn)象稱為倒倒現(xiàn)象（反現(xiàn)象（反相相工作工作現(xiàn)象）現(xiàn)象）000差分移相鍵控（差分移相鍵控（2DPSK）：利用前后相鄰碼元的：利用前后相鄰碼元的載波載波相位值的變化相位值的變化表示數(shù)字信息的調(diào)制方式。表示數(shù)字信息的調(diào)制方式。（相對(duì)移相）（相對(duì)移相） 差分相位鍵控方式就是用后一碼元的

43、初相位和前一差分相位鍵控方式就是用后一碼元的初相位和前一碼元的初相位進(jìn)行比較，用碼元的初相位進(jìn)行比較，用 表示二者的初相位差，表示二者的初相位差，CCITT協(xié)議：協(xié)議：”表示數(shù)字信息“”表示數(shù)字信息“001 前后兩個(gè)碼元的初相位相同，表示數(shù)字信息前后兩個(gè)碼元的初相位相同，表示數(shù)字信息“0”，初相位發(fā)生變化表示數(shù)字信息初相位發(fā)生變化表示數(shù)字信息“1”。其波形圖為：其波形圖為：)(tst基帶信息基帶信息 1 0 1 1 0 0PSK2sTcTtcTDPSK200000000000 從波形無法分辨是從波形無法分辨是2PSK還是還是2DPSK信號(hào)，信號(hào)，2PSK信號(hào)的同一初相位表示同一數(shù)字信息，而信號(hào)

44、的同一初相位表示同一數(shù)字信息，而2DPSK信號(hào)信號(hào)的同一相位并不表示同一數(shù)字信息。的同一相位并不表示同一數(shù)字信息。2DPSK信號(hào)的實(shí)現(xiàn)：信號(hào)的實(shí)現(xiàn)：差分碼差分碼變換器變換器 雙極性雙極性不歸零碼不歸零碼)(ts)(0tetccos模擬調(diào)相法模擬調(diào)相法tccos載波移相器移相器0開關(guān)電路)(ts)(0te鍵控法鍵控法差分碼差分碼變換器變換器（b）移相鍵控信號(hào)的功率譜密度及帶寬：）移相鍵控信號(hào)的功率譜密度及帶寬： 對(duì)對(duì)2PSK和和2DPSK信號(hào)，模擬法的基帶信號(hào)為雙信號(hào)，模擬法的基帶信號(hào)為雙極性不歸零碼，移相鍵控信號(hào)的基帶信號(hào)不一定為雙極性不歸零碼，移相鍵控信號(hào)的基帶信號(hào)不一定為雙極性不歸零碼，但

45、輸出的波形是一樣的，所以，其時(shí)極性不歸零碼，但輸出的波形是一樣的，所以，其時(shí)域表達(dá)式都為：域表達(dá)式都為：ncsnctnTtgattstecos)(cos)()(0”表示“”表示“1101na 與與2ASK信號(hào)在形式上是完全相同的，也為隨機(jī)型、信號(hào)在形式上是完全相同的，也為隨機(jī)型、功率型的信號(hào)，且有相同的功率譜密度。因此，二進(jìn)制功率型的信號(hào)，且有相同的功率譜密度。因此，二進(jìn)制移相鍵控信號(hào)的功率譜密度為：移相鍵控信號(hào)的功率譜密度為：雙極性不歸零碼雙極性不歸零碼)()(41)(cscsEffPffPfP 而基帶信號(hào)為雙極性波，就有：而基帶信號(hào)為雙極性波，就有：)()()(21tgtgtg由第五章的雙

46、極性波的功率譜密度為：由第五章的雙極性波的功率譜密度為：msssssmffmfGPffGPPffP)(|)() 12(| )(| )1 (4)(22雙極性不歸零碼：雙極性不歸零碼：)()()(ssfTsaTtgFfG移相鍵控信號(hào)的功率譜密度為：移相鍵控信號(hào)的功率譜密度為：| )(| )()|1 ()(22ccsEffGffGPPffP)()(| )0(|) 12(41222ccsffffGPf 若數(shù)字信息若數(shù)字信息“0”和和“1”等概出現(xiàn)，移相鍵控信號(hào)的功等概出現(xiàn)，移相鍵控信號(hào)的功率譜密度為：率譜密度為：| )(| )(|4)(22ccsEffGffGffP)()(422scscsTffsaT

47、ffsaTf0sfsf2sf3sf2sf)( fPsssfB cfcf)( fPE0fEBssEBfB22（c）2PSK及及2DPSK的抗噪聲性能：的抗噪聲性能： 由于由于2PSK和和2DPSK信號(hào)均為一對(duì)倒相信號(hào)的序列，信號(hào)均為一對(duì)倒相信號(hào)的序列，解調(diào)的原理也相同，鑒于實(shí)際應(yīng)用多的是解調(diào)的原理也相同，鑒于實(shí)際應(yīng)用多的是2DPSK，故以，故以相對(duì)移相鍵控為例研究抗噪聲性能。相對(duì)移相鍵控為例研究抗噪聲性能。 對(duì)于移相鍵控信號(hào)，通常采用對(duì)于移相鍵控信號(hào)，通常采用極性比較法極性比較法（同步解（同步解調(diào)、相干解調(diào)）和調(diào)、相干解調(diào)）和相位比較法相位比較法（差分相干檢測(cè)法）。（差分相干檢測(cè)法）。（1）極性

48、比較法（同步解調(diào)、相干解調(diào)）：）極性比較法（同步解調(diào)、相干解調(diào)）：BPFLPF 抽樣抽樣判決器判決器相對(duì)相對(duì)絕對(duì)絕對(duì) 碼變換器碼變換器tccos2)(0te)(tn)(ty)(tyi)(txna 若輸入端輸入的為絕對(duì)移相鍵控（若輸入端輸入的為絕對(duì)移相鍵控（2PSK）信號(hào)，）信號(hào)，不用相對(duì)不用相對(duì)絕對(duì)碼變換器也就可以了。絕對(duì)碼變換器也就可以了。BPFLPF 抽樣抽樣判決器判決器相對(duì)相對(duì)絕對(duì)絕對(duì) 碼變換器碼變換器tccos2)(0te)(tn)(ty)(tyi)(txna 在一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間在一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間 內(nèi)，發(fā)送端的波形為：內(nèi)，發(fā)送端的波形為：, 0sT ”碼發(fā)送“”碼發(fā)送“0cos1cos

49、)(tAtAtSccT 假設(shè)信號(hào)經(jīng)過信道傳輸后，只是幅度發(fā)生衰減，假設(shè)信號(hào)經(jīng)過信道傳輸后，只是幅度發(fā)生衰減，波形未發(fā)生畸變，接收端的總波形為：波形未發(fā)生畸變，接收端的總波形為：”碼發(fā)送“”碼發(fā)送“0)(cos1)(cos)(tntatntatycc”碼發(fā)送“”碼發(fā)送“0sin)(cos)(1sin)(cos)()(ttnttnattnttnatycscccscciBPFLPF 抽樣抽樣判決器判決器相對(duì)相對(duì)絕對(duì)絕對(duì) 碼變換器碼變換器tccos2)(0te)(tn)(ty)(tyi)(txna 經(jīng)帶通濾波器后，解調(diào)器的輸入波形為：經(jīng)帶通濾波器后，解調(diào)器的輸入波形為： 經(jīng)相乘器與本地相干載波相乘后，

50、再經(jīng)低通濾波器，經(jīng)相乘器與本地相干載波相乘后，再經(jīng)低通濾波器，為解調(diào)器的輸出（也為抽樣判決器的輸入）為：為解調(diào)器的輸出（也為抽樣判決器的輸入）為：”碼發(fā)送“”碼發(fā)送“0)(1)()(tnatnatxcc”碼發(fā)送“”碼發(fā)送“0)(1)()(tnatnatxcc)(tnac)(tnac 和和 都為高斯隨機(jī)過程，其一維概都為高斯隨機(jī)過程，其一維概率密度為：率密度為：2)(exp21)(221nnaxxf2)(exp21)(220nnaxxf)(xf0 xa)(1xf)(0 xfa在在“0”和和“1”等概的情況下，最佳判決門限為：等概的情況下，最佳判決門限為：)()(01xfxf0*x)(xf0 xa

51、)(1xf)(0 xfa由對(duì)稱性，得：由對(duì)稱性，得：0101)(dxxfPPee01)(21adxxf0222)(exp2121anndxax代入上式：令dzdxzaxnn22nazdze20222121)2(2121naerf)2(21naerfc)2(2110neeaerfcPP解調(diào)器輸入的信噪比為：解調(diào)器輸入的信噪比為：220222/niiaBnaNSr)(2110rerfcPPee總誤碼率為：總誤碼率為：)(21rerfcPe在大信噪比條件下：在大信噪比條件下：11)(2xexxerfcxreerP21 這一結(jié)果為解調(diào)器輸出的誤碼率，若是絕對(duì)移相信這一結(jié)果為解調(diào)器輸出的誤碼率，若是絕對(duì)

52、移相信號(hào)（號(hào)（2PSK），解調(diào)器的輸出即為基帶信號(hào)，若為相對(duì)移），解調(diào)器的輸出即為基帶信號(hào)，若為相對(duì)移相（相（2DPSK）信號(hào)，解調(diào)器輸出的為差分碼，判決器后）信號(hào)，解調(diào)器輸出的為差分碼，判決器后的相對(duì)的相對(duì)絕對(duì)碼變換器就將相對(duì)碼變?yōu)榻^對(duì)碼信號(hào)，絕對(duì)碼變換器就將相對(duì)碼變?yōu)榻^對(duì)碼信號(hào)，碼變換器輸出端的誤碼率才為系統(tǒng)的總誤碼率?？紤]碼碼變換器輸出端的誤碼率才為系統(tǒng)的總誤碼率?？紤]碼變換器產(chǎn)生的誤碼率：變換器產(chǎn)生的誤碼率：BPFLPF 抽樣抽樣判決器判決器相對(duì)相對(duì)絕對(duì)絕對(duì) 碼變換器碼變換器tccos2)(0te)(tn)(ty)(tyi)(txna相對(duì)碼：相對(duì)碼：0 1 1 1 1 0 1 0 1

53、0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 絕對(duì)碼：絕對(duì)碼： 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 所以，極性比較法解調(diào)的誤碼率為：所以，極性比較法解調(diào)的誤碼率為：對(duì)對(duì)2PSK系統(tǒng)：系統(tǒng)：)(21rerfcPe大信噪比大信噪比 ： 1rreerP21對(duì)對(duì)2DPSK系統(tǒng)：系統(tǒng)：)( rerfcPe大信噪比大信噪比 ： 1rreerP1（重要結(jié)果）（重要結(jié)果）（2）相位比較法（差分相干檢測(cè)法）（）相位比較法（差分相干檢測(cè)法）（2DPSK）：）：解調(diào)器解調(diào)器)(0teBPFLPF延遲sT 抽樣抽樣判決器判決器)(tnnaDPSK2 從原理

54、框圖看，它與極性比較法的不同之處在于乘從原理框圖看，它與極性比較法的不同之處在于乘法器中與信號(hào)相乘的不是載波，而是前一碼元。在大信法器中與信號(hào)相乘的不是載波，而是前一碼元。在大信噪比條件下，它的總誤碼率為：噪比條件下，它的總誤碼率為：reeP21重要結(jié)果重要結(jié)果P209 它的性能沒有極性比較法的好，但不需要穩(wěn)定的本它的性能沒有極性比較法的好，但不需要穩(wěn)定的本地相干載波，在相同的誤碼率條件下，相位比較法需要地相干載波，在相同的誤碼率條件下，相位比較法需要輸入更大的信噪比。輸入更大的信噪比。Ncrrceer2112lnccNrrr 要獲得相同的誤碼率，相位比較法需要輸入的信要獲得相同的誤碼率，相位

55、比較法需要輸入的信噪比略高于極性比較法的信噪比。噪比略高于極性比較法的信噪比。例：例：P211.例例7-3 自學(xué)自學(xué)例、例、 . 若相干的若相干的2PSK和差分相干和差分相干2DPSK系統(tǒng)系統(tǒng)輸入噪聲功率相同，系統(tǒng)工作在輸入噪聲功率相同，系統(tǒng)工作在大信噪比大信噪比條件下，試計(jì)算條件下，試計(jì)算它們達(dá)到同樣誤碼率所需的相對(duì)功率電平它們達(dá)到同樣誤碼率所需的相對(duì)功率電平 。若要求輸入的信噪比一樣，則系統(tǒng)性能的相對(duì)比值若要求輸入的信噪比一樣，則系統(tǒng)性能的相對(duì)比值 為多大，并討論以上結(jié)果。為多大，并討論以上結(jié)果。PSKDPSKrrk/eDPSKePSKPP/提示：相干絕對(duì)移相（提示：相干絕對(duì)移相（2PSK

56、）系統(tǒng)，它的誤碼率為極性）系統(tǒng)，它的誤碼率為極性 比較法中的抽樣判決器輸出的誤碼率比較法中的抽樣判決器輸出的誤碼率PSKrPSKPSKePSKerrerfcP2121大信噪比差分相干檢測(cè)系統(tǒng)（差分相干檢測(cè)系統(tǒng)（2DPSK），它的誤碼率為：），它的誤碼率為：DPSKreDPSKeP21達(dá)到同樣的誤碼率，有達(dá)到同樣的誤碼率，有DPSKPSKrrPSKeer2121相對(duì)功率電平：相對(duì)功率電平：PSKDPSKrrk/PSKDPSKkrr代入上式，得：代入上式，得：PSKrkrePSK )1(1ln1PSKPSKrrk 這說明，在大信噪比條件下，若噪聲功率相同，要這說明，在大信噪比條件下，若噪聲功率相同

57、，要達(dá)到相同的誤碼率，采用差分相干檢測(cè)法（達(dá)到相同的誤碼率，采用差分相干檢測(cè)法（DPSK）系）系統(tǒng)需要更大的信噪比，即要求更大的輸入功率，要求輸統(tǒng)需要更大的信噪比，即要求更大的輸入功率，要求輸入更高的信號(hào)電平。入更高的信號(hào)電平。若輸入信噪比一樣若輸入信噪比一樣rrrPSKDPSK誤碼率之比：誤碼率之比：112121reerPPrreDPSKePSK 這說明，在大信噪比條件下，如果輸入信噪比相這說明，在大信噪比條件下，如果輸入信噪比相等，絕對(duì)移相（等，絕對(duì)移相（2PSK）系統(tǒng)的誤碼率小于差分相干系）系統(tǒng)的誤碼率小于差分相干系統(tǒng)（統(tǒng)（DPSK）的誤碼率。相干解調(diào)的絕對(duì)移相系統(tǒng)比差）的誤碼率。相干解

58、調(diào)的絕對(duì)移相系統(tǒng)比差分相干解調(diào)的系統(tǒng)優(yōu)越。分相干解調(diào)的系統(tǒng)優(yōu)越。第二節(jié)第二節(jié) 二進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)性能比較二進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)性能比較一、已調(diào)信號(hào)一、已調(diào)信號(hào)2ASK： tnTtgatecsnncos)()(02FSK： nnsntnTtgate)cos()()(10nnsntnTtga)cos()(22PSK及及2DPSK： tnTtgatecsnncos)()(0二、頻帶寬度：二、頻帶寬度：sgDPSKPSKASKfBBBB22222sFSKfffB2|122頻帶利用率頻帶利用率三、抗噪聲性能：三、抗噪聲性能：2ASK： 2FSK： 2PSK： 2DPSK： 相干解調(diào)相干解調(diào)非相干解調(diào)非相干解調(diào))4(

59、21rerfc)2(21rerfc)(21rerfc)( rerfc421re221rere21大信噪比大信噪比41reerP221reerPreerP21reerP1對(duì)信道特性的敏感性對(duì)信道特性的敏感性第三節(jié)第三節(jié) 多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)傳信率與傳碼率的關(guān)系：傳信率與傳碼率的關(guān)系：bpsNRRBNb2log1、在相同的碼元傳輸速率、在相同的碼元傳輸速率 下，多進(jìn)制系統(tǒng)的信息下，多進(jìn)制系統(tǒng)的信息 傳輸速率比二進(jìn)制系統(tǒng)的高。傳輸速率比二進(jìn)制系統(tǒng)的高。BNR2、在相同的信息傳輸速率下，多進(jìn)制需要的碼元傳輸、在相同的信息傳輸速率下，多進(jìn)制需要的碼元傳輸 速率更低，速率更低， 。一方面，節(jié)約帶寬；另一方。一方面，節(jié)約帶寬；另一方 面，碼元速率低，碼元寬度面，碼元速率低，碼元寬度 增加，碼元持增加，碼元持 續(xù)時(shí)間長，碼元能量增加，能減小由于信道特性引續(xù)時(shí)間長，碼元能量增加，能減小由于信道特性引 起的碼間干擾的影響，提高了抗噪聲能力。起的碼間干擾的影響，提高了抗噪聲能力。ssfT/1sBNfR一、多進(jìn)制數(shù)字振幅調(diào)制（多電平制）：一、多進(jìn)制數(shù)字振幅調(diào)制（多電平制）：tn